DE1929848C3 - Vorrichtung und Verfahren zum Zuführen einer Stahlschmelze zu einer Stranggießkokille - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Zuführen einer Stahlschmelze zu einer StranggießkokilleInfo
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen einer Stahlschmelze zu einer Stranggießkokille und zum
Abscheiden alumtnnimoxydhaltiger Einschlüsse aus der
Schmelze, die aus einem Zwischenbehälter mit Bodenausguß und einet vorgeschalteten Gießpfanne besteht
und eine Einrichtung wit oat λ gasdurchlässigen,
feuerfesten Einsatz zum Einblasen von Inertgas in die Schmelze aufweist
Da beim Stranggießen die Anforderungen an die Reinheit der in die Stranggießkokille eingegossenen
Stahlschmelze wesentlich höher als bei Formgießverfahren sind, weil die Gefahr besteht, daß die enthaltenen
Verunreinigungen mit dem Strang mitgefühlt werden und sich nicht wie beim Formgießen in den Steigern
sammeln können, wird bei der vorstehend aufgeführten bekannten Anordnung (FR-PS 1404505) durch de»,
gasdurchlässigen feuerfesten Einsatz Inertgas in den Zwischenbehälter eingeblasen. Der Zwischenbehälter
steht mit seinem Bodenausguß über einen Siphonverschluß in Verbindung« Diese bekannte Anordnung, die
außerdem eine Entgasung unter Vakuum vorsieht, birgt bei hoher Gießgeschwindigkeit die Gefahr, daß
Verunreinigungen, insbesondere bei aluminiumberuhigter Stahlschmelze ahnnimumoxydhahige Einschlüsse,
mit der Schmelze durch den Siphonverschluß mitgerissen werden und durch den Bodenausguß in die
Stranggießkokille gelangen. Ein Abscheiden dieser Verunreinigungen in der Stranggießkokille selbst ist bei
der bekannten Anordnung nicht möglich, da direkt in einem vertikalen Strahl in die Kokille eingegossen wird
Das Mitreißen von Verunreinigungen durch den Siphonverschluß wird dadurch gefördert, daß der
Schmelzenauslaß der Gießpfanne etwa oberhalb des gasdurchlässigen feuerfesten Einsatzes zum Einblasen
von Inertgas liegt und daher die von Inertgas durchblasen Schmelze durch die in den Zwischenbehälter
aus der Gießpfanne einströmende Schmelze stark durchwirbelt wird.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Vorrichtung zum Zuführen einer Stahlschmelze zu
einer Stranggießkokille und zum Abscheiden insbesondere aluminhimoxydhaltiger Einschlüsse aus der
Schmelze so auszubilden, daß mit Sicherheit Einschlüsse,
insbesondere aluminiumoxydhaltige Einschlüsse, in dem Gußstrang ve/mieden werden, sowie ein Verfahren
zum Stranggießen von Stahl unter Benutzung dieser
der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß die
Einrichtung mit dem gasdurchlässigen, feuerfesten Einsatz im Boden der Gießpfanne vorgesehen ist, daß
der horizontale Abstand des Schmelzenauslasses aus der Gießpfanne vom Bodenausguß des Zwischenbehälters
zwei bis zehn Meter beträgt, daß der Zwischenbehälter so hoch ist, daß die Badtiefe im Zwischenbehälter
mindestens 350 mm betragen kann, daß der Bodenausguß ate Tauchausguß mit zwei schräg nach unten
weisenden Austrittsöffnungen ausgebildet ist, wobei der Winkel Theta der Austrittsöffnung gegenüber der
Horizontalen von dem Verhältnis der Breitseite L zur Schmalseite D der Stranggießkokille gemäß der
Gleichung
abhängig ist
Durch die erfindungsgemäße Anordnung des gasdurchlässigen feuerfesten Einsatzes zum Einblasen von
Inertgas in der Gießpfanne selbst, erfolgt die Hauptabscheidung
von Verunreinigungen, insbesondere aluminhimoxydhaltigen
Einschlüssen bereits in der Gießpfanne, so daß eine vorgereinigte Schmelze in den
Zwischenbehälter gelangt Durch den Abstand zwischen dem Schmelzenauslaß der Gießpfanne und dem
Bodenausguß des Zwischenbehalten erfolgt eine weitere Absetzung von Verunreinigungen während des
Durchlaufs durch den Zwischenbehälter, wobei keine Verengungen des Durchlaufs, wie z. B. bei einem
Siphonverschluß vorgesehen sind, um langsame Strömungsgeschwindigkeiten sicherzustellen und das Absetzen
nicht zu stören.
Um ggf. noch vorhandene Verunreinigungen in der
Um ggf. noch vorhandene Verunreinigungen in der
Kokille selbst absetzen zu können, ist der Bodenausguß
des Zwischenbehälters erfindungsgemäß als Tauchausguß
mit zwei in einem im Verhältnis zum Kokillenquerschnitt liegenden Winkel schräg nach unten weisenden
Austrittsöffnungen ausgebildet, so daß ggf, mitgerissene
Verunreinigungen in der Schmelzenphase in der Kokille sich am Schmelzenspiegel absetzen. Es ist zwar ein
derartiger Tauchausguß rait zwei schräg nach unten weisenden Austrittsöffnungen bekannt (DE'-Gbm
1958192). Gemäß der Erfindung wird jedoch nicht ίο
schlechthin ein derartiger Tauchausguß verwendet, sondern es wird der Aukel aus dem Ausguß in
die Schmelzenphase in der Kokille in eine genaue Relation zum Querschnitt der Kokille gesetzt, so daß
noch mitgerissene Verunreinigungen sich leicht an der Oberfläche absetzen können.
Um die Verunreinigungen an der Oberfläche der Schmelzsnphase in der Kokille zu halten, und um in
bekannter Weise eine Oxydation an der Oberfläche zu verhindern, wird nach einem erfindungsgemäßen
Verfahren vorzugsweise auf den Scfctnelzenbadspiegel in der Stranggießkokille ein nkhtoxydierendes Flußmittel
aufgebracht, das einen Schmelzpunkt zwischen 1000 und 1300°C und in geschmolzenem Zustand zumindest
eine Viskosität von 10—1000 Poise hat Durch das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete
Flußmittel mit der entsprechenden Viskosität werden die zum Badspiegel aufsteigenden Verunreinigungen
sicher in der Flußmittelabdeckung gehalten und können nicht in den Gießstrang gelangen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert
Fig.1 teilweise im Schnitt eine Vorrichtung zum
Zufuhren einer Stahlschmelze zu einer Stranggießkokille und Abscheiden insbesondere ahiminiumoxydhaltiger
Einschlüsse aus der Schmelze,
Fig.2 in größerem Maßstab einen gemäß der
Vorrichtung in F i g. 1 verwendeten Tauchausguß und
Fig.3 eine graphische Darstellung des günstigsten
Bereichs des Auslaßwinkels Theta des Tauchausigusses
gemäß F i g. 2, in Abhängigkeit von dem Querschnitt des
Gießstranges.
Ein feuerbeständiger, gasdurchlässiger Einsatz ist an einer geeigneten Stelle des Gießpfannenbodens angebracht,
um Inertgas wie Ar, N2 und dergleichen in die
Stahlschmelze einzublasen. Dazu ist, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Einsatz 2 in den Boden der Gießpfanne 1
eingesetzt Das Gas wird aus einer Gasflasche 3 zugeführt Das Inertgas kann auch mit Hilfe eines
Tauchrohres 4 mit gasdurchlässiger Spitze ? eingeblasen werden. Je nach Lage kann der Einsatz 2 und das
Tauchrohr 4 gleichzeitig verwendet werden. Auf diese Weise kann eine gleichförmige Temperatur der
Stahlschmelze, eine vollkommene Aufschwemmung der AljOrEinschlflsse und ausreichende Ausscheidung derselben
schon in der Gießpfanne erreicht werden.
Aus der Gießpfanne 1 wird die Schmelze durch den Schmelzenauslaß 5 in den Zwischenbehälter 6 gegossen, ea
Die Tiefe der Stahlschmelze im Zwischenbehälter 6 beträgt über 350 mm und wird wahrend des gesamten
Gießvorganges konstant gehalten. Der Abstand zwischen dem Schmelzenauslaß 5 und der Gießpfanne 1
und dem Bodenausguß 7 des Zwischenbehälters liegt innerhalb des Bereiches von 2 bis 10 m. Werden diese
Bedingungen während der ganzen Zeh gehalten, so können neuerlich in dem der Atmosphäre ausgesetzten
Gießstrom gebildete Aluminate zur Oberfläche der Stahlschmelze aufschwimmen. Selbstverständlich fällt
dabei die Temperatur der Stahlschmelze nicht ab.
Beim Gießen der Schmelze in die Stranggießkokille 9 wird ein Tauchausguß verwendet, dessen Ende unter
den Spiegel der Stahlschmelze in der Stranggießkokille 9 eintaucht (Fig.2). Die Oberfläche der Stahlschmelze
kann nicht oxydieren, wenn sie in der nachstehend genannten Weise mit Flußmitteln abgedeckt ist
Derartige Flußmittel müssen die vier nachstehenden Bedingungen erfüllen: Sie müssen
a) nkhtoxydierend,
b) schnell schmelzbar sein,
c) einen Schmelzpunkt zwischen 1000 und 1300° C und
d) im geschmolzenen Zustand eine Viskosität zwischen 10 und 1000 Poise aufweisen.
Derartige Flußmittel verhindern, dzß die Stahlschmelze
am Spiegel in der Stranggießkokille durch die Atmosphäre oxydiert wird und dient ferner dazu, die
aufschwimmenden Aluminate au^-xifangen. Es ist
festgestellt worden, daß diese Flußmir^i gleichzeitig
zwischen die Gußstückoberfläche und die Innenwand der Stranggießkokille 9 eintreten und so in gewisser
Weise als Schmiermittel dienen.
Der Tauchausguß 8 besteht aus feuerfestem Material und hat eine Rohrfonn. Er besitzt zwei Auslässe 8' des
Durchganges, die, wie in Fig.2 gezeigt, unter einem
Winkel (Theta) nach unten gerichtet sind. Es wurde festgestellt, daß bei zu geringem Winkel θ (Theta) eine
gleichmäßige Verteilung des Rußmittels schwierig zu erreichen ist, da die Radialgeschwindigkeit des Stahlschmelzenstromes
zu hoch ist Ist andererseits der Winkel θ zu groß, so strömt die Stahlschmelze zu
schnell in Längsrichtung der Kokille. Deshalb wird der Auslaßwinkel θ in Abhängigkeit vom Verhältnis L/D
bestimmt, wobei L die Strangbreite und D die Strangdicke ist Diese Beziehung wird durch die im
Anspruch 1 enthaltene empirische Formel dargestellt
In dieser Formel sind vorzugsweise
L/D>iuod
D=IOO bis 400 mm.
L/D>iuod
D=IOO bis 400 mm.
Die sich aus dieser Gleichung ergebenen Unterschiede des Winkels Theta sind durch Stahlart, Abziehgeschwindigkeit
und durch Schmebentemperatur bestimmt Der schraffierte Bereich in Fig.3 zeigt den
durch die empirische Gleichung bestimmten Bereich. Wird der auf Grund der F i g. 3 ermittelte Wert für den
Auslaßwinkel θ des Tauchausgusses des Zwischenbehälters verwendet, so können schädliche Einflüsse
vermieden werden. Auf diese Weise wird ein einwandfreier Gußstrang auf die Walzstraße gezogen.
Anhand des folgenden Beispiels soll die Erfindung weite;' veranschaulicht werden:
Chemische Zusammensetzung der Stahlschmelze
C < 0,06%, Mn 0,20 bis 0,50%,
Si 20,02%, ρ 30,030%, S<;0,030%.
Lösliches Aluminium: 0,020 bis 0,065%.
C < 0,06%, Mn 0,20 bis 0,50%,
Si 20,02%, ρ 30,030%, S<;0,030%.
Lösliches Aluminium: 0,020 bis 0,065%.
Blaszeit: 2 bis 7 Minuten, durch einen gasdurchlässigen
Einsatz 2, wie in F i g. 1 gezeigt
Tiefe des Stahlschmelzenbades im Zwischenbehälter: 400 mm.
Abstand Schmelzenauslaß der Gießpfanne Bodenausguß des Zwischenbehälters: 3 m.
Auslaßwinkel θ des Tauchausgusses: 25°. Strangquerschnitt: 200 χ 1600 mm.
Verwendetes Flußmittel: Portland-ZemenL
Tiefe der Stahlschmelze im Zwischenbehälter: 400 mm.
Durchmesser des offenen Bodenausgusses: 20 bis 25 mm.
Chemische Zusammensetzung und Strangquerschnitt: wie oben.
Warmwalzen auf 23 mm Stärke. Reduktion beim Kaltwalzen auf 0,9 mm Stärke.
Gewichts | Ausbeute an | Ausbeute |
verlust | warmge | an I-er |
walztem | Qualität | |
Blech (aufge | nach dem | |
wickelt) | Kaltwalzen | |
(%) | (Gew.-%) | (%) |
Verfahren
Bekanntes 6 92,8
Verfahren
87,8
i-> Aus den Ergebnissen dieser Beispiele ergibt sich, daß
nach der Erfindung hergestellter Stahl nach bekannten Verfahren hergestelltem merklich überlegen ist.
Die erfindungsgemäüe Vorrichtung kann nicht nur
beim Stranggießen von Aluminium-beruhigtem Stahl,
m sondern auch anderer flüssiger Metalle angewendet
werden.
Claims (2)
1. Vorrichtung zum Zuführen einer Stahlschmelze zu einer Stranggießkokille und zum Abscheiden
ahimjnhimoxydh al tiger Einschlüsse aus der Schmelze,
die aus einem Zwischenbehälter mit Bodenausguß und einer vorgeschalteten Gießpfanne besteht
und eine Einrichtung mit einem gasdurchlässigen, feuerfesten Einsatz zum Einblasen von Inertgas in to
die Schmelze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit dem gasdurchlässigen,
feuerfesten Einsau (2) im Boden der Gießpfanne (1) vorgesehen ist, daß der horizontale
Abstand des Schmelzauslasses (5) aus der Gießpfan- ι s ne (1) vom Bodenausguß (7) des Zwischenbehälters
(6) zwei bis zehn Meter beträgt, daß der Zwischenbehälter
(6) so hoch ist, daß die Badtiefe im Zwischenbehälter mindestens 350 mm betragen
kann und daß der Bodenausguß (7) als Tauchausguß
(8) mit zwei schräg nach unten weisenden Austrittsöffnungen (8') ausgebildet ist, wobei der Winkel
Theta der Austrittsöffnung gegenüber der Horizontalen von dem Verhältnis der Breitseite (L) zur
Schmalseite (D) der Stranggießkokille gemäß der Gleichung
(110-7,5L/D;>Theta>(80-7,5L/D;
abhängig ist
2. Verfahren zum Stranggießen von Stahl mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß auf dem Badspiegel in der Stranggießkokille ein nichtoxydierendes Flußmittel
aufgegeben wird, das einen Schmelzpunkt zwischen 1000 und 1300 Grad C und im geschmolzenen
Zustand zumindestens eine Viskosität von 10 bis 1000 Poise hat
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
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ID=12566039
Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
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